华北末次冰期D/O事件16-14的微层石笋同位素记录

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41402164
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
23.0万
负责人：
段武辉
依托单位：
中国科学院地质与地球物理研究所
学科分类：
D0713.第四纪环境与环境考古
结题年份：
2017
批准年份：
2014
项目状态：
已结题
起止时间：
2015-01-01 至2017-12-31

项目参与者：
田立军；沈佳恒；
关键词：
D/O事件16-14 同位素记录华北微层石笋

项目摘要

Although the loess and stalagmite in China can record the millennial climate oscillations D/O events during the last glacial period as Greenland ice core, there are still some significant differences in the ages and structures of D/O events 16-14. That may be caused by the variances of the resolution or age error among the records, however, the regional uniqueness or differences in response to climate change can not be excluded. Moreover，the drive and transmission mechansims of millennial and sub-millennial climate variations during the last glacial period are still controversial. It’s need to be verified by the establishment of more geologic records in northern China with independent and high-precision dating. Here, we propose to research on the 230Th dating, lamina-chronology, δ18O and δ13C of a stalagmite from Xinglong Cave, northern China, during 57-50kaBP (over D/O16-14). And then, we will construct 10-year-resolution δ18O and δ13C profiles with more accurate relative age and confirm the absolute chronology of D/O16-14. Moreover, we can confirm the durations and velocities of these D/O events by laminae counting, which will provide scientific basis for climatologist to model the drive and transmission mechansims of millennial and sub-millennial climate variations during the last glacial period.

虽然中国的黄土和石笋都能够像格陵兰冰芯一样记录末次冰期千年尺度气候突变事件D/O旋回，但各记录在D/O16-14的绝对年代以及其内部结构方面仍存在显著差异。这有可能是这些记录的分辨率或者年代误差不同造成的，但是也不排除存在区域气候差异或各地质记录对气候响应的不同。此外，关于末次冰期千年尺度气候突变事件D/O旋回的驱动和传输机制仍存在较大争议。这些问题的解决有待于在华北找到更多具有高精度独立年代控制的地质记录来进行详细对比。本项目拟对河北承德兴隆洞一个距今57-50ka，即D/O16-14时段的石笋样品进行230Th铀系年代学和微层年代学研究。建立相对年代较为准确的10年际分辨率的δ18O和δ13C序列，确认华北D/O16-14的绝对年代，并通过微层计数确认这些千年事件的时限和速率以及内部结构，为气候学家利用模式模拟末次冰期千年及亚千年气候突变事件的驱动和传输机制提供新的证据。

结项摘要

格陵兰冰芯记录显示末次冰期发生了一系列千年尺度的气候突变事件，即Dansgaard–Oeschger(DO)旋回。这些气候突变事件由寒冷的冰段向温暖的间冰段转换非常迅速，往往在几十年内完成。我国南方石笋氧同位素记录证实东亚季风区也存在类的气候突变事件。但是由于石笋铀系定年方法的误差在末次冰期时大于150年，已经超过了气候突变转换所经历的时间。因此，中低纬度末次冰期气候突变快速转换经历的准确时间仍然不清楚，因而无法与由年层定年的北极冰芯记录进行细节对比。为了研究高纬气候突变对中低纬的影响和可能的传播机制，我们利用河北省兴隆洞沉积于末次冰期且发育清晰年纹层的石笋XL-1重建了距今54000年至56800年时段的氧同位素序列。通过年层计数厘定了间冰段15.2和14快速转换经历的准确时间分别为100年和50年，而格陵兰冰芯记录的北极地区这两个气候突变快速转换经历的时间分别为140年和40年，与我们的记录基本一致。此外，XL-1石笋还记录了格陵兰冰芯显示的间冰段14内部两个百年-年代际尺度的次级气候波动。这种一致性说明东亚季风能够快速响应北半球高纬的气候变化，为高低纬气候变化是通过大气环流传播的理论提供了一个关键证据。我国北方末次冰期气候突变的变率与北半球高纬一致，比我国南方更迅速，说明北半球高纬气候突变可以快速传播至中低纬地区，但低纬地区可能同时受到低纬或南半球气候因素的影响。